高速切削加工机床研究现状与发展趋势

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1、高速切削加工机床研究现状与发展趋势高速切削加工机床研究现状与发展趋势王英飞（天津职业技术师范人学，天津300222）摘要：高速切削机床由于其高效率、髙精度的特点被广泛川于机械加工行业，随着经济、科学技术的发展，现在高速切削机床正朝着更高转速、更高切削速度、更高精度、更加智能化的趋势发展。关键字：高效率；高精度；发展；趋势High-speedCultingMachineToolResearchStatusandDevelopmentTrendWANGYing-fei(TianjinUniversityofTechnologyandEducation,Tianjin300222,China)

2、Abstract：Highspeedcuttingmachinetoolsduetoitshighefficiencyandhighprecisionfeaturesarewide1yusedinmechanicalprocessingindustry,withthodevelopmentofeconomy,scienceandtechnology,high-speedcuttingmachinetoolisnowtowardshigherspeed,highercuttingspeed,higherprecision,moreintelligentdevelopmenttrend.Ke

3、ywords：highefficiency；high-precision；clevelopment；trend1、我国高速切削机床发展历史与现状我国在20世纪90年代初开始有关高速切削机床的研究。研究内容包括水泥床身、超高速主轴系统、全陶瓷轴承及磁悬浮轴承、快速进给系统、有色金属及铸铁超高速切削机理与适应刀具等方面。通过科技工作者的艰苦工作，各项关键技术都取得了显著进展。然而，由于种种原因，一些高速加工技术基础共性技术研究没有得到优化、集成和推广应丿1],未能形成系统理论，与国外发达国家差距明显。在市场经济引进技术设备的带动下，我国高速机床技术有了长足进步。现在国内10000〜15000

4、r/min的立式加工中心、18OOOr/min的卧式加工中心、3500〜4000r/min的数控车床和车削屮心已批量生产，切削速度达8000r/min的数控车床也已问世°高速机床的高档数控系统和开放式数控系统正在深入硏究小，但口前主要还是依赖进口。LI前国内正逐步开始推广M用高速切削技术，主耍是应川在航空航天、模具和汽车工业，加丁铝合金和铸铁较多，采用的刀具以进口为主。2、国外高速切削机床发展历史与现状20世纪80年代，世界机床制造强国德国、日木就在政府强有力的资助下，联合众多机床制造企业，共同攻关，进行高速切削机床各相关硬件与软件的开发，并迅速实现高速切削机床的商品化。1993年，汉诺

5、威国际•机床博览会上展出了徳国制造的世界上第一台用直线电动机驱动工作台的高速加工中心，由此拉开了高速进给的序幕，高速切削技术从此快速走向成熟应用阶段。目前，徳国的高速立式铳削加工中心实用化的主轴转速已经达到60OOOr/min,快速进给速度X、Y、Z轴均为60m/min,加速度为2.5百，重复定位精度±1Pmo在研制高速切削机床的同时，徳国还在高速切削工艺方血进行深入研究，在有色金属、复合材料、铸铁及模具钢等高速切削机理研究方而形成系统理论，以加工效率、加工精度和加工零件表而完整性为冃标，对高速切削工艺进行优化，对指导高速切削生产起到很人作用。口木于1996年研制岀第一台卧式高速切削加工

6、中心，主轴转速30000r/min,最大进给速度80m/min,加速度为2g,重复定位精度±lumo同时在高速切削丁艺方面进行了深入研究，包括高速切削工艺数据库、高速切削丿J具磨损破损机理、切屑控制、高速切削过程CAD/CAM系统开发及质量控制等，从而加速高速切削技术产业化进程，在国际机床界产生重人影响。3、高速切削机床关键机构的发展趋势高速切削加工的特殊性对实施高速切削加工的机床提出新的要求：(1)要有一个适合高速运转的主轴单元系统。(2)要有一个快速反应的进给系统单元部件和数控伺服驱动系统。(3)耍冇一个高速控制器系统。(4)耍冇一个高效冷却系统及机床温控系统。(5)Hl靠地机床支承

7、材料及稳定的机床结构。(6)可靠的安全防护与实时监测体系。(7)高性能的刀具夹持系统。(1)高速主轴单元高速主轴单元是超高速机床的核心部件，其性能肓接决定了机床的超高速加丁性能。高转速下主轴零件离心力作用下产牛振动、变形和高速运转时的摩擦发热和大功率内装电机产生的高温和变形是影响主轴性能的关键因素，一•般要求主轴具有大功率、高转速、高刚性、高冋I韦I巒度、抗振性好、动平衡精度高、良好的热稳定性、先进的冷却系统和可靠的主轴监测系统。这